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实验方案的设计与评价一、题型解读化学实验设计与评价，能根据提供的药品、仪器依据实验原理、实验目的设计一些简单的实验方案，明确科学探究的要素；会对实验方案进行评价。
实验设计与评价是中考的重、难点题型，也是热点题型。
侧重于考查同学们是否理解基本的实验原理，是否掌握基本的实验操作技能。
（一）实验方案的设计（1）一个比较完整的化学实验设计方案，一般包括以下几个内容：①实验目的②实验原理；③实验用品（包括仪器和药品等）及规格④实验装置、实验步骤；操作方法及注意事项⑤实验现象及结论。
（2）对于给出实验目的，要求设计实验方案的题一般可以按以下思维程序进行：1根据实验目的，确定实验原理（或假设）；②根据实验原理（或假设），选择需要的仪器和药品（或实验装置图）；③写出实验操作步骤及注意事项；④记录实验现象，分析实验结果，得出正确结论。
（3）实验设计要科学合理，安全可靠，操作简便、现象明显、结论可信、绿色环保。
（二）实验方案的评价（1）对于给出的实验方案设计，要求评价方案的合理性，推断实验中的现象和分析。
归纳出结论（或规律）的题，可结合有关的化学知识和实验技能，从实验的原理、实验仪器和药品、实验操作和注意事项等方面考虑方案的合理性，描述实验现象，得出实验的结论。
（2）对实验方案的评价要全方位综合评价。
如看方案是否科学合理、具有严密性，操作是否安全简单易行；是否节约试剂、成本，保证产品质量；是否有利于保护环境等。
此外解题时要仔细审题，针对题意，运用评价的各个标准逐步逐项进行全面的分析评价。
二、中考典例1．以物质的制取、性质实验为背景的实验设计例１．某兴趣小组同学将CO2分别通入澄清石灰水和氢氧化钠溶液中，观察到前者变浑浊，后者无明显现象。
（1）写出上述澄清石灰水变浑浊的化学方程式。
（2）为探究CO2和NaOH是否发生了化学反应，王强设计了如图所示的A、B实验，验证CO2与NaOH溶液发生了化学反应。
实验现象为：A中试管内液面上升;B中气球胀大。
【2018年高考考纲解读】1．了解化学实验是科学探究过程中的一种重要方法。
2．能根据实验试题要求，做到：(1)设计、评价或改进实验方案；(2)了解控制实验条件的方法；(3)分析或处理实验数据，得出合理结论；(4)绘制和识别典型的实验仪器装置图。
3．以上各部分知识与技能的综合应用。
【重点、难点剖析】一、化学实验方案的设计1．三种常见实验方案设计的基本流程(1)物质制备实验方案的设计：应遵循以下原则：①条件合适，操作方便；②原理正确，步骤简单；③原料丰富，价格低廉；④产物纯净，污染物少。
设计的基本流程为：根据目标产物→确定可能原理→设计可能实验方案→优化实验方案→选择原料→设计反应装置(方法、仪器等)→实施实验(步骤、操作要点、控制反应条件等)→分离提纯产品。
(2)性质探究性实验方案的设计：主要是从物质的结构特点或从所属类型的典型代表物去推测物质可能具有的一系列性质，而后据此设计出合理的实验方案，去探索它所可能具有的性质。
设计的基本流程为：根据物质的组成、结构和类型→提出性质猜想→设计实验逐个验证→记录现象和数据→归纳分析→合理推断得出结论。
(3)性质验证实验方案的设计：主要是求证物质具备的性质，关键是设计出简捷的实验方案，要求操作简单，简便易行，现象明显，且安全可行。
设计的基本流程为：根据物质的性质→设计可能实验方案→优化实验方案→实施实验(原理、方法、步骤、仪器、药品、操作要点等)→观察现象记录数据→综合分析得出结论。
2．实验仪器的选用和连接二、化学实验方案的评价化学实验方案的常见评价方向1．从可行性方面(1)实验原理是否正确、可行；(2)实验操作是否安全、合理；(3)实验步骤是否简单、方便；(4)实验效果是否明显等。
2．从“绿色化学”角度(1)反应原料是否易得、安全、无毒；(2)反应速率是否较快；(3)原料利用率以及合成物质的产率是否较高；(4)合成过程是否造成环境污染。
3．从“安全性”方面(1)净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防液体倒吸；(2)进行某些易燃易爆实验时要防爆炸(如H2还原CuO应先通H2，气体点燃先验纯等)；(3)防氧化(如H2还原CuO后要“先灭灯再停氢”，白磷切割宜在水中等)；(4)防吸水(如实验、取用、制取易吸水、潮解、水解的物质宜采取必要措施，以保证达到实验目的)。
实验方案设计与评价[最新考纲] [考向分析]1.根据化学实验的目的和要求，能做到：①设计实验方案；②正确选用实验装置；③掌握控制实验条件的方法；④预测或描述实验现象、分析和处理实验数据，得出合理结论；⑤评价或改进实验方案2.以上各部分知识与技能的综合应用高考综合实验题知识容量大、出题素材新、考查角度广、综合程度高，纵观近几年全国卷中的综合实验题：①涉及的题型有物质制备实验题、性质探究实验题、定量测定实验题等②考查的角度有仪器的识别与应用、物质的制备、除杂与分离、物质的性质探究与验证、实验现象的分析与描述、实验结论的评价与计算等。
考点一物质制备型实验方案的设计与评价真题感悟——悟真题、明方向1．(2019·全国Ⅰ，26)硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等工业。
一种以硼镁矿(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下：回答下列问题：(1)在95 ℃“溶浸”硼镁矿粉，产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为__NH4HCO3＋NH3===(NH4)2CO3__。
(2)“滤渣1”的主要成分有_SiO2、Fe2O3、Al2O3__。
为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3＋离子，可选用的化学试剂是_KSCN__。
(3)根据H3BO3的解离反应：H3BO3＋H2O H＋＋B(OH)－4，K a＝5.81×10－10，可判断H3BO3是_一元弱__酸；在“过滤2”前，将溶液pH调节至3.5，目的是_转化为H3BO3，促进析出__。
(4)在“沉镁”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的离子方程式为__2Mg2＋＋3CO2－3＋2H 2O===Mg(OH)2·MgCO 3↓＋2HCO －3(或2Mg 2＋＋2CO 2－3＋H 2O===Mg(OH)2·MgCO 3↓＋CO 2↑)__，母液经加热后可返回_溶浸__工序循环使用。
高三化学实验的设计与评价根据实验试题要求,设计实验方案,主要包括根据实验目的,利用题目给出的仪器装置和药品,组装和连接实验装置,确定操作程序；运用化学根底理论或物质性质,选用题目给出的局部仪器和必要的药品,设计简单实验方案,完成实验课题.化学实验的评价是指评价实验方案的可行性或不同实验方案的优劣,从而选择最正确实验方案,完成实验课题.[复习目标]1． 了解化学实验方案设计的根本要求.2． 掌握常见化学实验设计的类型,内容及思路.3． 培养并开展学生的思维水平,使学生初步具有分析、综合、评价的水平.[导学指要]〔一〕知识归纳1． 化学实验设计的类型2． 化学实验方案设计的根本要求（1） 科学性,所谓科学性是指实验原理,实验操作程序和方法必须正确.例如,鉴别Na 2SO 3和NaI,在试剂的选择上就不宜选用HNO 3等具有氧化性的酸,在操作程序的设计上,应取少量固体先溶解,然后再取少量配成的溶液并再参加试剂,而不能将样品全部溶解或在溶解后的全部溶液中参加试剂.（2） 平安性：实验设计时应尽量预防使用有毒药品和进行具有一定危险性的实验操作.（3） 可行性：实验设计应切实可行,所选用的化学药品、仪器、设备和方法等在中学现有的实验条件下能够得到满足.（4） 简约性：实验设计应尽可能简单易行,应采用简单的实验装置,用较少的实验步骤和实验药品,并能在较短的时间内完成实验.〔二〕析疑解难1． 化学实验方案设计的根本思路（1） 明确目的原理：首先必须认真审题,明确实验的目的要求,弄清题目有哪些新的信息综合已学过的知识,通过类比、迁移、分析,从而明确实验原理.（2） 选择仪器药品：根据实验的目的和原理以及反响物和生成物的性质、反响条件,如反响物和生成物的状态、能否腐蚀仪器和橡皮、反响是否加热及温度是否限制在一定范围等,从而选择合理的化学仪器和药品.（3） 设计装置步骤：根据上述实验目的和原理,以及所选用的实验仪器和药品,设计出合理的实验装置和实验操作步骤,学生应具备识别和绘制典型的实验〔1〕根据实验在化学教学 熟悉过程中的作用来划分〔2〕根据化学实验内容划 分 ①启发性〔或探索性〕实验设计 ②验证性实验设计 ③运用性实验设计 ①物质的组成、结构和性质实验设计②物质的制备实验设计③物质的别离、提纯、鉴别实验设计类型仪器装置图的水平,实验步骤应完整而又简明.（4）记录现象数据：根据观察、全面准确地记录实验过程中的现象和数据.（5）分析得出结论：根据实验观察的现象和记录的数据,通过分析、计算、图表、推理,得出正确的结论.〔三〕例题精解一、利用题目限定的试剂设计简单实验[例1]有两瓶pH=2的酸溶液,一瓶是强酸,一瓶是弱酸.现只有石蕊试液、酚酞试液、pH试纸和蒸馏水,而没有其他试剂.简述如何用最简单的实验方法来判别哪瓶是强酸： .分析与解答这道试题要求利用限定的试剂设计一个简便的实验,判别pH值相同的两瓶酸中哪瓶是强酸.根据电离理论,强电解质在水溶液里全部电离,全部以离子形式存在于溶液中；而弱电解质在水溶液中仅有少局部电离.当强酸和弱酸的pH值相同时,二者溶液里的氢离子浓度相等.但是,由于二者电离的特点不同,当同时用水稀释时,强酸溶液浓度减小的倍数与其溶液里氢离子浓度减小的倍数相等；而弱酸由于存在电离平衡,而且其电离度的大小随溶液浓度的减小而增大,即弱酸的电离平衡在溶液稀释时向右移动,稀释后溶液里氢离子数目增加,因此,弱酸溶液稀释时,氢离子浓度减小的倍数小于溶液浓度减小的倍数.所以,pH值相同的强酸和弱酸用蒸馏水稀释相同倍数时,它们氢离子浓度减小的倍数不同,这种差异可以反映在pH值的变化上,而这种变化可以用pH试纸测定出来.但是,二者在pH值上的变化,用石蕊试液和酚酞试液是无法测出来的.[例2]设计实验：比拟以下各物质分子中-OH上氢原子上的活动性顺序.[解析]从上述五种化合物的结构分析可知,②,④呈弱酸性,⑤具有极弱的酸性,①,③呈中性,这样我们用五种化合物通过与指示剂作用、跟碱液反响、跟活泼金属反响、跟新制取的Cu(OH)2悬液反响等,来进行性质的比拟,从而得出各化合物中氢原子活泼性的大小顺序其实验方案设计如下表：操作现象结论〔—OH中H原子活泼性顺序〕1．五种物质各取少量于试管中,各参加紫色石蕊试液2滴②、④变红,其他不变②、④>①、③、⑤2．在②、④试管中,各参加少量碳酸钠溶液②中产生气体②>④3．在①、③、⑤中各参加少量氢氧化钠溶液⑤由浑浊变澄清⑤>①、③4.在①、③中各参加少量金属钠、加热①产生气体,并有燃烧现象②产生气体,没有燃烧现象①>③综上设计,五种物质分子中—OH上氢原子的活泼性由大到小的顺序是：②>④>⑤>①>③. ．二利用题目给出的仪器装置和药品,通过连续仪器设计实验[例3]用浓H2SO4在加热条件下跟草酸晶体作用,可以制取CO,其反响为：再利用制得的枯燥CO复原Fe2O3粉末制取复原铁粉,并验证CO被Fe2O3氧化后的产物是CO2,请利用图13—5中的装置和药品设计一个实验完成上述实验任务.请答复以下问题：（1）从图13—5中选用必要的装置,完成上述实验.所选仪器的连接顺序是〔用各接口的代码字母填写〕( )接〔〕〔〕接〔〕〔〕接〔〕〔〕接〔〕（2）实验中两次用到浓H2SO4,在这两处,浓H2SO4的作用〔按发生反响的先后〕分别是______和_____.从气体发生装置中产生的气体在跟Fe2O3反响前,应先经过装置_________和__________,其作用分别是________________.从盛Fe2O3的装置排出的气体必须经过装置___________,其目的是_________.实验最后的尾气须经过________处理,这样处理的理由是_________.（3）实验开始后,应先点燃酒精灯________,后点燃酒精灯________,理由是_____: 反响完成后,应先熄灭酒精灯__________,后熄灭酒精灯___________,理由是____________.分析与解答此题通过用草酸脱水制CO,再用CO复原Fe2O3制复原铁粉等一系列反响,给了两套复原Fe2O3的装置和两个盛石灰水的装置,设计实验时须考虑正确取舍.由草酸晶体制CO,产物中混有CO2和H2O(气).题目要求用枯燥的CO复原Fe2O3,,并验证氧化产物是CO2,所以在CO复原Fe2O3之前,必须先除去混在其中的CO2.,题目中给出3个能吸收CO2的装置,而能用于洗气的只有两个(乙和戊),这两个装置中能用作验证氧化产物是CO2的只有戊(乙吸收CO2时无明显现象),因此用作给CO洗气(除去CO中的CO2)的,只能选乙.在确定仪器装置的连接顺序时,甲用于枯燥CO,乙用于除去CO中的CO2,甲和乙都应安排在气体发生装置与复原氧化铁装置之间,且乙在甲前(先除杂,后枯燥).用石灰水检验氧化产物以后,尾气中可能含有污染空气的CO,必须用点燃的方法将其除去.在确定最后的装置时应舍乙取戊.在确定酒精灯点燃和熄灭的顺序时,既要考虑实验的平安,又要注意实验的成败,此题中各小题的答案如下:(1)A接D,E接C,B接G,H接I(2)脱水剂枯燥剂乙甲除CO2 除水蒸气戊检验CO的氧化产物是CO2点燃预防有毒的CO污染空气(3) a b 先产生CO用CO排出丁中的空气,然后再给丁加热,预防气体反响物发生爆炸 b a 预防刚生成的复原铁粉在较高温度下被空气中的O2氧化三.利用或选用给出的装置设计实验,并将测得数据经过处理进行简单计算[例4] 某化学小组用以下装置制取氢气,再用制得的氢气复原氧化铜,最后根据氧化铜质量的减少和无水氧化钙质量的增加来测定水的质量组成.(1).如果制得的H2从左向右流向,上述必要仪器的连接顺序是_______接_______、______接_____、_____接______、______接_____、______接_______〔碱石灰〕.〔2〕简要说明实验装置最后连接碱石灰枯燥管的目的是___________.(3) 装入药品后,进行实验时有如下操作步骤：①翻开活塞,产生氢气②点燃D处酒精灯③检查装置的气密性④关闭活塞,停止产生氢气⑤待氧化铜变红后撤去酒精灯⑥通入氢气,使D中物质冷却⑦称量C管和D管的质量正确的操作顺序是：_________________________________〔4〕假设测得原质量为W1g的硬质玻璃反响管D反响后质量变为W2g;U型管在实验后质量增加mg,那么水中氢、氧两元素的质量比可表示为____________.〔5〕假设实验中有局部氧化铜复原不彻底,未生成铜而是被复原为红色的氧化亚铜〔Cu2O〕,对实验结果有无影响〔偏大、偏小、无影响〕_____________________.分析与解答此题将选择适宜装置、仪器连接,正确操作步骤的安排及简单实验数据处理巧妙地结合在一起.题目提供的实验装置中有些是必要的,有些是不必要的.做题时要根据实验目的决定取舍.例如,A和B都是H2发生装置,其中A有旋转活塞而B没有.因此使用A便于限制H2的产生与停止.A中用锌跟盐酸反响,B中用铁跟盐酸反响.其中锌跟盐酸反响速度适中,产生的H2可以较快地完成复原CuO的反响；而铁跟盐酸反响产生H2太慢,虽然增加了加热的举措,仍不能在较短的时间内完成实验任务,而且加热会增加盐酸的挥发,对本实验不利.所以,H2发生装置应选A.由于盐酸易挥发,复原CuO 所用H 2应是纯洁、枯燥的,所以H 2进入D 管之前应先除HCl(气)〔用G 〕和枯燥〔用E 〕.H 2复原CuO 后生成的水〔蒸汽〕要用U 型管里的无水CaCl 2吸收,然后称量；但是还要预防无水CaCl 2吸收空气里的水气而增大测定误差,因此在C 的后面应连接H.从以上安排看,装置F 是多余的,在本实验中无用.在操作顺序上,一般应先检查装置气密性〔③〕；给D 装置加热前应先用H 2将D 中空气赶净,因此应①在②前；④、⑤、⑥的顺序仍应按初三化学中H 2复原CuO 的实验步骤安排,即⑤之前,然后是⑥,④在后.由于实验所需质量的数据是实验前后的差值,所以称量C,D 的质量〔⑦〕应安排在实验的开头和结束.求水的组成中氢、氧元素质量比时,重要的是要分清实验测得数据的意义,然后从中找出氢、氧元素的质量比.由于实验目的是要通过测得的数据求水中氢、氧的质量关系,因此,测得数据跟CuO 复原的程度无关.水中氢氧元素的质量比应表示为：2121)(W W W W m ---或)(2121W W W W m -+- [例5]过碳酸钠〔Na 2CO 4〕和HCl 反响的化学方程式为：2Na 2 CO 4+4HCl==4NaCl+2CO 2↑ +O 2↑ +2H 2 O商品过碳酸钠中往往含有少量的碳酸钠,为了测定其纯度,现称取0.9g 样品进行实验.供实验选用的仪器、试剂如图6-11所示.（1） 为了是实验尽可能简单,应选用的装置是_________(填编号).（2） 所选用的装置的连接顺序是______________________________(填字母,胶管已略去)（3） 为了能通过实验和计算,求得样品的纯度,所需测定的物质名称和物理量是___________；假设所测定的物质的物理量以质量表示,且为mg,那么样品的纯度为____________.（4） 实验室有50mL 、100mL 、500mL 三种规格的量筒,实验时选用的量筒的规格为__________________.[解析]此题为信息迁移型的综合实验题,其考查的内容包括：最正确方案的设计、仪器〔包括接口〕的连接顺序、实验结果的分析和实验数据的处理,并考查能否正确选择一定规格的仪器等,从而到达从多个角度考查学生实验水平的目的,同时也考查学生的敏捷性和整体性.根据题干提供的信息：Na 2 CO 4与盐酸反响除生成NaCl 、H 2 O 外,仅生成CO 2一种气体,所以欲通过实验和计算测定商品过碳酸钠的纯度,必须通过必要的实验手段测量出O 2的体积,而O 2的体积可通过“排水 量气〞予以测出.（1） 题干给出9种可供选择的装置,要求实验尽可能简单.虽提供局部解题线索,同时增加了对正确答案的干扰性,这对考生的审题水平及思维的敏捷性、严密性和整体性也是一种考核.可根据反响物的状态及反响条件,选取固---液反响装置①,得到O 2 、CO 2、HCl 及水蒸气的混合气体；然后通过净化及枯燥装置②,用碱石灰吸收其中的CO 2 、HCl 和水蒸汽,由装置②导出的气体即为枯燥、纯洁的O 2；随后根据大气压原理,将⑧③⑥组成一个“排水量气〞装置,即可测量出O 2的体积〔标况下〕.在这里,学生最易将③漏选.（2） 当装置的顺序固定以后,接口顺序即顺理成章,可以断定.其中装置由B 管口进气,C 管口出气,B 管口出气均可；而装置⑧中,气流的流向必须遵循“短进长出〞的原那么,即：由K 管口进入O 2而O 2 产生的压强将瓶内的水由J 管口压出,经玻璃导管③导入量筒⑥中.（3） 假设所测定的O 2 物理量以质量表示,且为mg 时,据关系式：2Na 2CO 4 →O 2122×2 32xg mg解得：x=861m 〔g 〕,所以商品过碳酸钠的纯度为： %1002.761%1009.0861⨯=⨯m m (4) 至于如何选定题干提供的三种不同规格的量筒,那么必须取极值,假设0.9g 样品为纯洁的过碳酸钠,此时所产生的O 2的体积为最大值.2Na 2CO 4 →O 2122×2g 22400ml0．9g V解得V ≈83ml,所以排出的水的体积约为83ml,应选择100ml 的量筒.综上所述,此题的正确答案为：⑴①②⑧③⑥⑵A —B---C---K---J---D 或A —C---B---K---J---D⑶氧气的体积,%1002.761⨯m ⑷100mL四、评价实验方案的可行性或评价实验方案的优劣[例6] 氨跟氧化铜反响可以制备氮气〔2NH 3+3CuO====3Cu+3H 2O+N 2〕,而氮气跟镁在高归温下反响可得到氧化镁,但氧化镁遇水即反响,生成Mg 〔OH 〕2和NH 3,下面是甲、乙两位学生提出的制备氧化镁的两种实验方案示意框图〔实验前系统内的空气已排除,图中箭头表示气体的流向〕.填空和答复以下问题〔1〕甲、乙两生提出的实验方案是否能制得氧化镁〔填“能〞或“不能〞〕？甲_____________________乙____________________〔2〕具体说明不能制得氧化镁的原因〔如两个方案都能制得氧化镁,此小题不用答复〕. 答：________________________________________________________. 分析与解答 这是一个新情境实验题,题目要求做题者评价两个实验方案的可行性,并用文字表达不可行的理由.题目考查考生阅读接受新信息的水平,根据提示信息,结合原有知识审查和评价实验方案的水平及表达水平等.答复此题,应抓住“NH 4CL 跟Ca 〔OH 〕2 反响制NH 3—— NH 3 跟CuO 反响制N 2 ——N 2跟Mg 反响得到Mg 3N 2〞这条主线,对题中给出的甲、乙两种方案的可行性进行分析、判断,得到符合实际的评价结论.对照甲、乙两个方案逐框分析,发现第一步甲、乙相同,都是NH 4CL 跟Ca 〔OH 〕2反响制NH 3都可以；第二步,甲用碱石灰枯燥NH 3,可以进行,乙方案用NH 3跟CuO 反响制N 2也合理；到第三步,甲方案中的NH 3 遇到浓H 2SO 4,由于两者立即会发生反响生成〔NH 4〕2SO 4. NH 3将全部被浓 H 2SO 4吸收,无法继续发生下一步反响,因此可以否认甲方案；乙中NH 3 跟CuO 反响生成的N 2通过水,N 2不反响,这时可能有前一步未完全反响的NH 3被水吸收,对实验无影响；第四步,乙方案中经过水洗的N 2通过浓H 2SO 4被枯燥；第五步——最后一步,枯燥的N 2在高温下跟Mg 反响制得Mg 3N 2,最后得出乙方案能制得Mg 3N 2,而甲方案不能制得Mg 3N 2的结论. 在以上分析,评价过程中,应抓住反响主线,比照甲、乙两个方案逐框分析,这时尤其应注意两个方案的区别之处,以便抓住解决问题的关键点进行突破.此题两小题的具体的答案如下：〔1〕甲 不能 乙 能〔2〕甲方案中反响生成的氨气全部被H 2SO 4吸收,不能进行后续反响.[例7]某学生设计了如下三个实验方案,用以检验淀粉的水解程度.结论：淀粉尚未水解〔以下从略〕 甲方案：淀粉液NaOH 溶液 中和液 碘水 溶液变蓝结论：淀粉尚未水解结论：淀粉水解完全.上述三个方案的操作及结论是否正确？说明理由.解析：此题的实验目的是检验淀粉的水解程度,不能单凭实验现象武断地下结论,要具体问题具体分析.答案 甲方案操作正确,但结论错误.这是由于当用稀碱中和水解液中的H 2SO 4 后,家碘水溶液变蓝色有两种情况：①淀粉完全没有水解；②淀粉局部水解.故不能得出淀粉尚未水解的结论.乙方案操作错误,结论亦错误.淀粉水解完全后应用稀碱中和淀粉溶液中的H 2SO 4,然后再做银镜反响实验,在酸性条件下银镜反响不能发生,也就无法判断淀粉的水解情况,丙方案结论正确,操作亦正确.专题练习1．有以下实验操作可供选用：①加NaOH 溶液 ②加盐酸 ③加硝酸 ④加热 ⑤加AgNO 3溶液 ⑥加水过滤 ⑦加二氧化锰 ⑧暴置在空气中.（1） 证实一种金属粉末是铁粉,操作的顺序是__________________________.（2） 证实氯酸钾中含有氯元素,操作的顺序是_________________.（3） 证实2—碘戊烷中含有碘元素,操作的顺序是______________________.(以上均写编号).2． 用以下试剂：甲基橙溶液、酚酞溶液、稀醋酸、稀盐酸、醋酸钠晶体、烧碱、蒸馏水等.设计两种方法证实醋酸是一种弱电解质〔要求答复实验步骤,所用试剂和产生的现象〕.方法一：___________________________________________________________;方法二：___________________________________________________________.3． 用以下图所示装置〔酒精灯、铁架台等未画出〕制取三氯化磷,在短颈分馏烧瓶d 中放入足量白磷,将Cl 2迅速而又不间断地通入d 中,氯气与白磷会发生反响,产生火焰. 乙方案：淀粉液 稀H 2SO 4 银氨溶液 无银镜现象 水解液 微热丙方案：淀粉液 稀H 2SO 4 水解液 NaOH 溶液 中和液银氨溶液 碘水 生成银镜 无现象三氯化磷和五氯化磷的物理常数如下：熔点沸点三氯化磷-112C 76C五氯化磷148C 200C分解图中a、b应该装入的试剂或药品分别是浓盐酸和二氧化猛,并在b仪器处加热,请据此答复以下问题：（1）在蒸馏烧瓶c中收集生成的三氯化磷,为保证三氯化磷蒸汽冷凝,应在水槽g中参加_____________________.（2）三氯化磷遇到水蒸汽强烈反响,甚至发生爆炸,所以d、e仪器及装入其中的物质都不能含有水分,为除去Cl2中的水分,c中应装入______________作枯燥剂.（3）实验室将白磷保存于水中,取出的白磷用滤纸吸干外表水分,浸入无水酒精中片刻,再浸入乙醚中片刻即可完全除去水分,水与酒精互溶,酒精与乙醚互溶,乙醚极易挥发,用上述方法除去水分的原因是_________________.4．无水CuSO4在一定条件下发生如下反响：有人设计通过实验测定反响生成的SO3,SO2和O2,并经过计算确定该条件下分解反响式各物质的系数,实验所需仪器装置如图13—17所示.实验测得数据及有关结果如下：①准确称量无水CuSO46.0g.②测出量筒中水的体积后,折算成排水的气体在标准状况下的体积为280ml.③枯燥管中的质量在实验结束时增加了3.2g.④实验结束时,装置F中的溶液变成溶液〔不含其他杂质〕.请答复如下问题：（1）按气体从左向右的流向,上述仪器装置接口的正确连接顺序是〔填序号〕______________.（2）装置F的作用是_____________,装置D的作用是_______________.（3）首先应计算的物质是______________,通过计算推断,该条件下反响的化学方程式是__________________________.（4）该实验设计中,可能给测定带来误差最大的装置是〔填序号〕____________.5．实验室中用浓盐酸与MnO2反响制Cl2,再用Cl2和Ca(OH)2反响制少量漂白粉.Cl2和Ca(OH)2制漂白粉是放热反响,温度稍高即发生副反响：6 Cl2+6 Ca(OH)==Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O.现有三位同学设计的三套装置如以下图〔U型管中放有2玻璃纤维,可使气体顺利通过〕：（1）请从以下六个方面对上述甲、乙、丙三套装置的优缺点进行评价,将适当的选择序号填于下表内〔错选、漏选、多项选择均倒扣分〕.a.不易限制反响速度b.容易限制反响速率c.有副反响发生d.可预防副反响发生e.容易污染环境f.可预防污染环境优点缺点甲装置乙装置丙装置（2）请从甲、乙、丙三装置中,选取合理的组成局部〔A、B、C、D、E、F、G〕,组装一套你认为更完善的实验装置,连接顺序〔按气流从左到右的方向〕为______.在此装置及甲、乙、丙三装置中,你认为是否还缺少必要的装置,原因：_______________.6．某同学加热氧化铜和炭粉〔过量〕的混合物,并用以下图装置〔图中铁架台等装置已略去〕对获得的铜粉〔含炭〕样品进行实验鉴定.请完成实验报告：〔一〕实验目的：测定样品中铜的质量分数.〔二〕实验用品：仪器：天平、分液漏斗、锥型瓶、硬质玻璃管、枯燥管、酒精灯、洗气瓶等.药品：暗红色铜粉〔含炭〕样品、过氧化氢溶液、二氧化锰、碱石灰、浓硫酸等.〔三〕实验步骤：〔1〕在G中参加样品粉末Wg；在D中参加药品后,称得质量为m1g；选择仪器安装后,检查气密性.〔2〕翻开A中的活塞,慢慢滴加溶液,在B中进行的化学反响方程式为_____.〔3〕对G进行加热,当G中药品充分反响后,关闭A的活塞,停止加热,G中发生反响的方程式为_______________.〔4〕冷却后,称量D的质量为m2g.〔四〕计算：实验时,G中反响完全,D中吸收也完全,根据所得数据,样品中铜的质量分数=______________________〔用含W、m1、m2的代数式表示〕.〔五〕问题讨论：〔1〕E中所盛试剂为___________,其作用是_______________________.〔2〕根据上述实验方案测得铜的质量分数,跟实际铜的质量分数相比,是偏高、偏低还是相等？___________,原因是____________________.〔3〕如需要对该同学设计的实验装置进行改良,请提出改良的方案：____________.7．为研究乙炔与溴的加成反响,甲同学设计并进行了如下实验：先取一定量工业电石与水反响,将生成的气体通入溴水中,发现溶液褪色,即证实乙炔与溴水发生了加水反响.乙同学发现在甲同学的实验中,褪色后的溶液中有少许淡黄色浑浊,推测在制得的乙炔中还可能含有复原性的气体杂质,由此他提出必须先除去杂质,再与溴水反响.请你答复以下问题.（1）写出甲同学实验中两个主要的化学方程式：_____________________________.（2）甲同学设计的实验___________〔填“能〞或“不能〞〕验证乙炔与溴反生了加成反响,其理由是___________(多项选择扣分).a．使溴水褪色的反响,未必是加成反响b．使溴水褪色的反响,就是加成反响c．使溴水褪色的物质,未必是乙炔d．使溴水褪色的反响,就是乙炔〔3〕乙同学推测乙炔中必定含有的一种气体杂质是_______,它与溴水反响的化学方程式是_____________________,在验证过程中必须全部除去.〔4〕请你选用以下适当的装置〔可重复使用〕来实现乙同学的实验方案,将它们的编号填入方框,并在括号中写出装置内所放化学药品的化学式.〔5〕为验证这一反响是加成而不是取代,丙同学提出可用pH试纸来测定反响后溶液的酸性,理由是_____________________________________________.8．19世纪末期,英国科学家瑞利在测定气体密度的工作中,发现对不同来源的N2进行测定时,出现不能消除的微小误差,从而导致了稀有气体的发现.在实验中,瑞利利用了以下实验系统〔箭头表示气体流向〕,通过的气体是经过净化处理的纯氧或空气.液氨灼热的铜网浓H2SO4 测定气体密度〔1〕实验中要保证铜网始终保持红热,其中发生的化学反响可表示为_______________, 2NH3+3CuO=N2↑+3Cu+3H2O.瑞利巧妙地用Cu作为O2与NH3充分反响的指示剂,倘假设在实验中观察到铜网变黑,应采取的举措是________________.就整个反响过程而言,Cu 是NH3转化为N2过程的______________,浓硫酸的作用是吸收___________、_________________.〔2〕当通过的气体为纯氧时,测得气体的密度为ρ1.在标准状况下,ρ1=_________g.L-1.〔3〕在空气的净化过程中,为除去可能混有的H2S、CO2和水蒸气,可将气体先通过_______.当净化后的空气通过上述反响系统后,在标准状况下测得最终的密度为ρ2=1.256g.L-1.〔4〕当空气直接通过灼热的铜网,测得气体的密度在标准状况下为ρ3.试比拟ρ1、ρ2、ρ3的大小：___________________.〔5〕利用以上密度数据〔ρ1、ρ2、ρ3〕,能否对空气成分中是否含有稀有气体作出推测〔气体体积分数用α1、α2、α3表示,稀有气体作单一气体处理〕？_______〔填“能〞或“不能〞〕.能,那么列出计算式；不能,请说明理由：______________________.9．镁一种很活泼的金属,常用作脱硫剂、脱氧剂.在电子工业中利用镁制取硅的反响为2Mg+SiO2=2MgO+Si,同时有副反响发生：2Mg+Si=Mg2Si.Mg2Si遇盐酸迅速反响生成SiH4(硅烷),SiH4在常温下是一种不稳定、易分解的气体.。
专题化学实验设计与评价【考点分析】1．掌握化学实验的记录方法和运用化学知识设计一些基本实验.（1）根据实验现象，观察、记录、分析或处理数据，得出正确结论．（2）根据实验试题要求，设计或评价实验方案．（3）能绘制和识别典型的实验仪器装置图．2．化学实验各部分知识与技能的综合应用．此类试题多是利用给出装好药品的单个实验装置，根据实验要求进行正确连接，或给出全部或部分实验环节，根据实验要求安排正确的实验步骤或补充实验。
考查学生观察记录实验现象，分析实验结果和处理实验数据，得出正确结论的能力．考查学生根据实验试题的要求，设计简单实验方案的能力．考查学生运用所学知识和技能进行实验设计或处理的实验综合能力和评价能力。
3.高考以培养能力、尤其是实验设计能力、动手操作能力和创造思维能力，以适应时代对人才的需求。
故化学实验题在高考中占有很重的比例。
【典型例析】【例1】（1）在没有现成的CO2气体发生器的情况下，请你选用下图中的部分仪器，装配成一个简易的、能随开随用、随关随停的CO2气体发生装置。
应选用的仪器是（填入仪器的编号）。
（2）若用上述装置制取CO2气体，而实验室只有稀硫酸、浓硝酸、水、块状纯碱、块状大理石，比较合理的方案应选用的药品是。
【解析】本题要求组装一个随开随用、随关随停的CO2发生装置。
即利用启普发生器的原理来制备CO2气体。
细心观察所给仪器，可用球形干燥管来代替启普发生器的球形漏斗，烧杯代替反应容器，应选用的仪器是a、c、d、e。
大理石与稀硫酸反应生成了微溶于水的CaSO4，阻碍了反应的进行，因而不能同时选用这两种药品。
又因为块状Na2CO3晶体溶于水，不能用启普发生器来制备CO2。
只能将浓硝酸加水稀释为稀硝酸，再与CaCO3反应制备CO2。
应选用的药品是浓硝酸、水、块状大理石。
【答案】（1）a、c、d、e；（2）浓硝酸、水、块状大理石。
【点评】本题主要考查了考生利用现有仪器设计制取CO2气体的替代装置。
考前30天之备战2013高考化学冲刺押题系列第三部分专题15化学实验方案设计与评价综合实验设计和评价题是考查学生综合应用实验基础知识、化学理论、元素化合物知识和化学计算等相关知识解决实验问题的能力的一类题，近几年高考中综合实验题的形式主要有以下几种：1．对物质制备、分离、提纯和检验中化学原理、相关装置作用的设计和评价。
2．提出实验问题或目的，给定实验情景或物质性质，要求选择仪器、药品，组装实验装置，确定实验步骤，评价实验方案。
3．对教材实验通过重组、深化、优化或创新提出问题，让学生去完成。
所以，在复习中一方面要以课本实验为基础，强化实验基础知识和基本技能。
另一方面选取一部分典型题目，探究综合实验题的一般解法和思路，培养学生对该类试题的分析能力。
考点一物质的分离、提纯及物质的检验例1 、下列实验设计和结论相符的是( )A．将碘水倒入分液漏斗，加适量乙醇，振荡后静置，可将碘萃取到乙醇中B．某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，该气体水溶液一定显碱性C．某无色溶液中加Ba(NO3)2溶液，再加入稀盐酸，沉淀不溶解，则原溶液中一定有SO42-D．在含FeCl2杂质的FeCl3溶液中通足量Cl2后，充分加热，除去过量的Cl2，即可得到较纯净的FeCl3溶液【答案】B【特别提醒】 1.混合物的分离与提纯的区别及遵循的基本原则(1)物质的分离是把混合物中各物质彼此分开的过程，分开后各物质要恢复到原来的状态；物质的提纯是把混合物中杂质除去，得到纯净物质的过程，杂质若发生变化，不必恢复。
(2)分离与提纯方法的选择应遵循如下四原则：不增、不减、易分离、易复原。
(3)分离与提纯操作过程应遵循“三必须”：①除杂试剂必须过量。
②过量试剂必须除尽。
③除杂途径必须最佳。
2．检验常见物质的思维建模(1)气体物质的检验考点二物质性质、制备实验方案的设计例2、聚合硫酸铁又称聚铁，化学式为[Fe2(OH)n(SO4)3－0.5n]m，广泛用于污水处理。
实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁和绿矾(FeSO4·7H2O)过程如下：(1)验证固体W焙烧后产生的气体含有SO2的方法是。
(2)实验室制备、收集干燥的SO2，所需仪器如下。
装置A产生SO2，按气流方向连接各仪器接口，顺序为a→→→→→f。
装置D的作用是，装置E中NaOH 溶液的作用是。
(3)制备绿矾时，向溶液X中加入过量，充分反应后，经操作得到溶液Y，再经浓缩、结晶等步骤得到绿矾。
(4)溶液Z的pH影响聚铁中铁的质量分数，用pH试纸测定溶液pH的操作方法为。
若溶液Z的pH偏小，将导致聚铁中铁的质量分数偏。
【答案】(1)将气体通入少量品红溶液，若溶液褪色，加热后恢复原色，则该气体为SO2(2)d e c b 防止倒吸吸收多余的SO2(3)铁屑过滤(4)将pH试纸放在点滴板(或表面皿)上，用干燥洁净的玻璃棒蘸取少许待测液，点在pH试纸的中部，待变色后与标准比色卡对比，读出读数低或小名师点拨 1.制备实验方案的设计，应遵循以下原则：①条件合适，操作方便；②原理正确，步骤简单；③原料丰富，价格低廉；④产物纯净，污染物少。
即从多种路线中选出一种最佳的制备途径，合理地选择化学仪器与药品，设计合理的实验装置和实验操作步骤。
2．性质探索性实验的设计：主要是从物质的结构特点或从所属类型的典型代表物去推测物质可能具有的一系列性质，而后据此设计出合理的实验方案，去探索它所可能具有的性质。
3．性质验证性实验的设计：主要是求证物质具备的性质，关键是设计出简捷的实验方案，要求操作简单，简便易行，现象明显，且安全可行。
性质实验方案的基本流程为：研究物质结构→预测可能性质→设计实验方案(方法、步骤、仪器、药品、操作要点、现象及分析、结论等)→实施实验→结论。
考点三探究性实验方案设计与评价例3、工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。
为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组进行了以下探究活动：[探究一](1)将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中，10分钟后移入硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是。
(2)另称取铁钉6.0 g放入15.0 mL浓硫酸中，加热，充分反应后得到溶液X并收集到气体Y。
①甲同学认为X中除Fe3＋外还可能含有Fe2＋。
若要确认其中的Fe2＋，应选用 ( 选填序号)。
a．KSCN溶液和氯水 b．铁粉和KSCN溶液c．浓氨水 d．酸性KMnO4溶液②乙同学取336 mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中，发生反应：SO2＋Br2＋2H2O=2HBr ＋H2SO4，然后加入足量BaCl2溶液，经适当操作后得干燥固体2.33 g。
由此推知气体Y中SO2的体积分数为。
[探究二]分析上述实验中SO2体积分数的结果，丙同学认为气体Y中还可能含有H2和Q气体。
为此设计了下列探究实验装置(图中夹持仪器省略)。
(3)装置B中试剂的作用是。
(4)认为气体Y中还含有Q的理由是 (用化学方程式表示)。
(5)为确认Q的存在，需在装置中添加M于 (选填序号)。
a. A之前 b．A－B间 c．B－C间 d．C－D间(6)如果气体Y 中含有H 2，预计实验现象应是 。
(7)若要测定限定体积气体Y 中H 2的含量(标准状况下约有 28 mL H 2)，除可用测量H2体积的方法外，可否选用质量称量的方法？做出判断并说明理由。
答案 (1)铁钉表面被钝化(或其它合理答案)(2) ①d ②66.7%(或其它合理答案)(3)检验SO2是否除尽(4) C ＋2H 2SO 4(浓)=====△CO 2↑＋2SO 2↑＋2H 2O (5) c(6) D 中固体由黑变红和E 中固体由白变蓝(7)否，用托盘天平无法称量D 或E 的差量(或可，用分析天平称量D 或E 的差量【规律总结】1.对实验方案的合理与否、严密与否作出评判要从“合理选择，排除干扰，操作准确”等方面入手。
(1)“合理选择”是指仪器的选择、药品的选择、连接方式的选择等。
仪器的选择又包括发生装置(几种基本类型)、净化装置(除杂质的试剂与顺序)、反应装置、尾气处理装置等；药品的选择包括药品的种类、浓度、状态等；连接方式的选择指仪器的先后顺序，导管接口的连接等。
(2)“排除干扰”是指反应条件的控制、防止空气成分介入、副反应尽量避免、杂质的清除以及防止物质的挥发性、溶解性、颜色等对实验的干扰。
(3)“操作准确”则要求熟悉主要仪器的性能、用途和典型的实验操作步骤。
2．综合实验题的解题思路【难点突破】1．化学实验方案设计(1)实验方案设计的思路(2)实验设计时遵循的原则①科学性：实验原理准确，实验流程合理。
②安全性：保护人身、保护环境、保护仪器。
③可行性：条件允许，效果明显，操作简便可行。
④简约性：方案简单易行，尽可能采取简单的实验装置，用较少的步骤和药品完成实验。
(3)实验操作的设计与注意的问题①仪器接口的连接：总体上遵循装置的排列顺序，但对于吸收装置应“长”进“短”出(或“深”入“浅”出)；量气装置应“短”进“长”出；洗气装置应“长”进“短”出；干燥管应“大”进“小”出。
②实验操作的顺序：装置选择与连接→气密性检验→装固体药品→加液体药品→开始实验(按程序)→拆卸仪器→其他处理等。
③如果实验室取用或制取易吸水、潮解、水解的物质，要采取必要的措施防止其吸水，以保证达到实验目的。
④冷凝回流：有些实验中，为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料，需在反应装置上加装冷凝回流装置(如长玻璃管及冷凝管等)。
⑤仪器拆卸的科学性与安全性：要从防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸等方面考虑。
⑥其他：如实验操作顺序、试剂加入先后顺序、实验方法使用顺序等。
2．实验方案的评价(1)选择包括仪器的选择、药品的选择、连接方式的选择等。
仪器的选择包括发生装置(几种基本类型)、净化装置(除杂质的试剂与顺序)、反应装置、收集装置、尾气处理装置等；药品的选择包括种类、浓度、物态等；连接方式的选择包括仪器的先后顺序，导管接口的连接等。
(2)分析判断对几个实验方案的正确与错误、严密与不严密、准确与不准确做出判断，要考虑是否合理、有无干扰现象、经济效益高低和对环境有无污染等。
(3)最佳方案的选用几个实验方案都能达到目的，分析各方案的优劣并选出其中最佳的一个。
所谓最佳，无非是装置最简单、药品容易取得且价格低廉、现象明显、无干扰物质以及无污染等。
难点1、制备实验方案设计制备实验设计思路及一般方法列出可能的几种制备方法和途径，然后进行分析和比较，从中选取最佳的实验方法。
在制订具体的实验方案时，还应注意对实验条件进行严格、有效的控制。
其顺序是：特别提醒：制备实验方案遵循的原则：（1）条件合适，操作方便；（2）原理正确，步骤简单；（3）原料丰富，价格低廉；产物纯净，染污物少。
难点2、性质实验设计型（1）探索性性质实验方案的设计分析其结构特点或从所属类型的典型代表物去推测物质可能具有的一系列性质，而后据此设计合理实验方案，探索可能具有的性质。
（2）验证性性质实验方案的设计对物质具备的性质进行求证，关键是设计出简捷的实验，操作简单安全，实验现象明显。
特别提醒：要按照课程内容的要求，积极开展实验探究活动。
通过探究活动“发现学习和生产、生活中有意义的化学问题，并进行实验探究；能根据具体情况设计解决化学问题的实验方案，并予以评价和优化；能通过化学实验收集有关数据，并科学地加以处理；能对实验现象做出合理的解释，运用比较、归纳、分析、综合等方法初步揭示化学变化的规律”。
难点3、定量测量设计型定量测量实验设计是为了深入了解物质和自然现象的量的特征，揭露各因素之间的数量关系，从而确定某些因素的数值。
它能够具体的从量上来测定对象所具有的某种性质或者他们的数量关系。
它得到的结果是一定质和量之间的准确函数关系。
因此所有影响此函数关系准确的因素都视为干扰因素，设计实验就是确定了具体某一方案后，排除此方案中所有干扰因素，干扰因素全部排除，此方案具体的实施程序就清晰且明确了。
例1．下列实验设计和结论相符的是A．将碘水倒入分液漏斗，加适量乙醇，振荡后静置，可将碘萃取到乙醇中B．某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，该气体水溶液一定显碱性C．某无色溶液中加Ba(NO3)2溶液，再加入稀盐酸，沉淀不溶解，则原溶液中一定有SO42-D．在含FeCl2杂质的FeCl3溶液中通足量Cl2后，充分加热，除去过量的Cl2,即可得到较纯净的FeCl3溶液例2．工业废水中常含有不同类型的污染物，可采用不同的方法处理。
以下处理措施和方法正确的是选项污染物处理措施方法类别A 废酸加生石灰中和物理法Cu2+等重金属离B加硫酸盐沉降化学法子C 含苯废水用活性炭吸附物理法D 含纯碱的废水加石灰水反应化学法例4． 1-丁醇和乙酸在浓硫酸作用下，通过酯化反应制得乙酸丁酯，反应温度为115～125℃，反应装置如右图。
